读取双位存储单元的方法技术

一种读取双位存储单元之方法。双位存储单元包括控制端、第一端以及第二端，双位存储单元于邻近第一端及第二端之处分别具有第一位储存节及第二位储存节。首先，分别施加控制电压及读取电压至控制端及第一端，且将第二端接地，以测量第一端的第一输出电流值。接着，分别施加控制电压及读取电压至控制端及第二端，且将第一端接地，以测量第二端的第二输出电流值。最后，根据第一输出电流值及第二输出电流值来同时读取第一位储存节及第二位储存节的位状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种，且特别是有关一种读取双位的氮 化物只读存储器存储单元(Nitride Read-Only Memory cell)的方法。
技术介绍
请参照图1，其是氮化物只读存储器的存储单元结构的剖面示意图。为了获 得高密度的存储元件，目前已发展出可储存2位的氮化物只读存储器(Nitride Read-Only Memory)存储单元10，以取代传统利用浮动栅极(floating gate) 而只能储存1位的设计。如图1所示，氮化物只读存储器存储单元10包括注入有 源极12及漏极14的基材(bulk) 15，且基材15上方为氧化物-氮化物-氧化物 (oxide-nitride-oxide， 0N0)结构16与栅极13。 0N0结构16是由上氧化物层 (top oxide layer) 16a、氮化物层16b以及底氧化物层(bottom oxide layer) 16c堆栈而成。0N0结构16中的氮化物层16b (如氮化硅)是作为非导体的电荷捕捉层 (charge-trapping layer)。借此，进行编程(program)动作时，氮化物层16b 的两侧(即分别邻近源极12及漏极14)可各自供来自源极12及漏极14的热电 子注入并加以捕捉。于是，氮化物层16b的两侧分别形成氮化物只读存储器存储 单元10的第一位储存节(bit storage node) Bl及第二位储存节B2，如虚线框 所示；视其中有无捕捉电荷而分别储存1位的0或1的逻辑数据。借由这两个位 储存节B1及B2，氮化物只读存储器存储单元10—次能储存两位，并较佳地以逆 向读取(reverse read)的方式将氮化物只读存储器存储单元10的输出电流大小 与一参考默认值作一比较判断而分别独立存取两位储存节Bl及B2的位状态。然 而，第二位效应(second-bit effect)会影响读取时氮化物只读存储器存储单元 10的输出电流大小，大幅限制参考默认值的设定范围而减少了读取感测窗口(sensing window)。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的就是提供一种。有别 于传统的对两个位储存节分别独立读取其位状态，本专利技术是利用双位存储单 元于两种读取方向时的两输出电流值来同时决定出其所具有的位状态组合。 借此，能更正确判读出两个位状态，有效增加读取感测窗口。根据本专利技术的目的，提出一种。双位存储单元 包括控制端、第一端以及第二端，双位存储单元于邻近第一端及第二端之处 分别具有第一位储存节及第二位储存节。首先，分别施加控制电压及读取电 压至控制端及第一端，且将第二端接地，以测量第一端的第一输出电流值。 接着，分别施加控制电压及读取电压至控制端及第二端，且将第一端接地， 以测量第二端的第二输出电流值。最后，根据第一输出电流值及第二输出电 流值来同时读取第一位储存节及第二位储存节的位状态。为让本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图进行详细说明如下附图说明图1是氮化物只读存储器的存储单元结构的剖面示意图。 图2A至2D是双位存储单元的四种位状态组合的示意图。 图3是依照本专利技术的读取双位存储单元200的方法的流程图。 图4A至4D分别绘示图2A至2D的双位存储单元200的四种位状态组合下第 一输出电流值1 1及第二输出电流值1—2随控制电压Vg变化的曲线图。图4E是图4A至4D中的第二输出电流值1_2随控制电压Vg变化的曲线图。 图5是依照本专利技术第一实施例的图3中步骤330的子步骤的流程图。 图6是依照本专利技术第二实施例的图3中步骤330的子步骤的流程图。具体实施例方式请参照图2A至2D,其是双位存储单元的四种位状态组合的示意图。双位存储单元200例如为氮化物只读存储器存储单元(Nitride Read-Only Memory cell)，并包括控制端G、第一端D、第二端S以及氧化物-氮化物-氧化物 (oxide-nitride-oxide, 0N0)结构210。控制端G、第一端D及第二端S是以分别为栅极、漏极及源极为例做说明。此外，双位存储单元200于邻近第 一端D及第二端S之处分别具有第一位储存节Bl及第二位储存节B2 (以虚线 框表示)。其中，如图2A至2D依序所示，第一位储存节Bl及第二位储存节B2的 位状态分别为逻辑「1」及「1」(图2A) 、「1」及「0」(图2B) 、 「0」 及「1」(图2C)以及「0」及「0」(图2D)。且以斜线表示0N0结构210 中捕捉有注入电荷，而使对应的位储存节被编程为逻辑「0」。请参照图3，其是依照本专利技术的读取双位存储单元200的方法的流程图。 本专利技术主要是分别对双位存储单元200的第一端D及第二端S进行读取动作， 并以其对应的输出电流值来同时决定出双位存储单元200所储存的两个位状 态。如图3所示，首先，开始进入步骤310中，分别施加控制电压Vg及读取 电压Vr至控制端G及第一端D，且将第二端S接地，以测量第一端D的第一 输出电流值I_l。接着，进入步骤320中，分别施加控制电压Vg及读取电压 Vr至控制端G及第二端S，且将第一端D接地，以测量第二端S的第二输出 电流值1_2。最后，进入步骤330中，根据第一输出电流值I—1及第二输出电 流值1—2来同时读取第一位储存节Bl及第二位储存节B2的位状态，而结束 读取双位存储单元200的方法。至于步骤330中的具体判读方式，以下再结合附图予以详细说明。然而 下列文字与图中标号仅为说明之用，并不会限定本专利技术的欲保护范围。请参照图4A至4E，图4A至4D分别绘示图2A至2D的双位存储单元200 的四种位状态组合下第一输出电流值I—1及第二输出电流值1—2随控制电压Vg 变化的曲线图，图4E是图4A至4D中的第二输出电流值1—2随控制电压Vg 变化的曲线图。例如，于步骤310及320中，施加1.5伏特(V)的读取电压 Vr及3V至5V的控制电压Vg，并测量第一输出电流值1_1及第二输出电流值 I—2的对应变化。此外，为说明方便，各图中的纵轴是取输出电流值I的对数值。其中，如分别对应图2A及图2D的图4A及4D所示，由于两储存位节Bl 及B2其位状态的对称性，第一输出电流值I一l及第二输出电流值1—2相等； 但由于编程动作造成的临界电压(threshold voltage)变化，图4D中第一 输出电流值1—1及第二输出电流值1—2的图形曲线发生一偏移现象。而如分 别对应图2B及图2C的图4B及4C所示，仅有一位储存节被执行编程动作， 因此仅有对应的第一输出电流值I一l或第二输出电流值1—2的图形曲线发生 偏移现象。此外，如图4E所示，是将图4A至4D中的第二输出电流值1_2随控制电 压Vg变化的四曲线做一比较，并以1—2(11)、 1—2(01)、 I—2(10)及1—2(00) 分别代表图4A至4D中的第二输出电流值1—2。当然，I—2(11)及I—2(00)也 可分别视为图4A及4D中的第一输出电流值1—1，而I—2(01)及L2(10)则可 分别视为图4C及4B中的第一输出电流值I一l。可看出第二位效应造成对应图 4B的曲线I—2(01)与对应图4A的曲线I一2(ll)不相同，以及对应图4C的曲线 I—2(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种读取双位存储单元的方法，该双位存储单元包括一控制端、一第一端以及一第二端，该双位存储单元于邻近该第一端及该第二端之处分别具有一第一位储存节及一第二位储存节，该方法包括：　　　　（ａ）分别施加一控制电压及一读取电压至该控制端及该第一端，且将该第二端接地，以测量该第一端的一第一输出电流值；　　　　（ｂ）分别施加该控制电压及该读取电压至该控制端及该第二端，且将该第一端接地，以测量该第二端的一第二输出电流值；以及　　　　（ｃ）根据该第一输出电流值及该第二输出电流值，来同时读取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态。

【技术特征摘要】
1.一种读取双位存储单元的方法，该双位存储单元包括一控制端、一第一端以及一第二端，该双位存储单元于邻近该第一端及该第二端之处分别具有一第一位储存节及一第二位储存节，该方法包括(a)分别施加一控制电压及一读取电压至该控制端及该第一端，且将该第二端接地，以测量该第一端的一第一输出电流值；(b)分别施加该控制电压及该读取电压至该控制端及该第二端，且将该第一端接地，以测量该第二端的一第二输出电流值；以及(c)根据该第一输出电流值及该第二输出电流值，来同时读取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于该双位存储单元为一氮化物只 读存储单元。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于该控制端、该第一端及该第二 端分别为一栅极、 一源极及一漏极。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于该控制端、该第一端及该第二 端分别为一栅极、 一漏极及一源极。5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于该步骤(c)包括 判断该第一输出电流值及该第二输出电流值的一大小关系。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于该步骤(c)还包括 当该第一输出电流值大于该第二输出电流值时，读取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态分别为「0」及「1」；以及当该第一输出电流值小于该第二输出电流值时，读取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态分别为「1」及「0」。7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于该步骤(C)还包括 当该第一输出电流值及该第二输出电流值相等时，判断该第一输出电流值及该第二输出电流值是否大于一第一默认值，若是，则读取该第一位储存 节及该第二位储存节的位状态分别为「1」及「1」；当该第一输出电流值及该第二输出电流值未大于该第一默认值时，是读 取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态分别为「0」及「0」；以及当该第一输出电流值及该第二输出电流值未大于该第一默认值时，判断 该第一输出电流值及该第二输出电流值是否小于一第二默认值，若是，则读 取该第一位储存节及该第二位储存节的位状态分别为「0」及「0」。8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于该步骤(C)还包括 当该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀文，卢道政，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]